TEHNOLOGIA CONSTRUCȚIILOR DE MAȘINI FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT CU FRECVENȚĂ PROIECT DE DIPLOMĂ CONDUCĂTOR ȘTIINȚIFIC: Prof.dr.ing. STĂNĂSEL IULIAN ABSOLVENT… [308001]
UNIVERSITATEA DIN ORADEA
FACULTATEA DE INGINERIE MANAGERIALĂ ȘI TEHNOLOGICĂ
DOMENIUL INGINERIE INDUSTRIALĂ
PROGRAMUL DE STUDIU
TEHNOLOGIA CONSTRUCȚIILOR DE MAȘINI
FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT CU FRECVENȚĂ
PROIECT DE DIPLOMĂ
CONDUCĂTOR ȘTIINȚIFIC:
Prof.dr.ing. STĂNĂSEL IULIAN
ABSOLVENT: [anonimizat]
2017
UNIVERSITATEA DIN ORADEA
FACULTATEA DE INGINERIE MANAGERIALĂ ȘI TEHNOLOGICĂ
DOMENIUL INGINERIE INDUSTRIALĂ
PROGRAMUL DE STUDIU
TEHNOLOGIA CONSTRUCȚIILOR DE MAȘINI
FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT CU FRECVENȚĂ
UTILIZAREA SISTEMELOR CAD CAM LA PROIECTAREA PĂRȚII ACTIVE A UNEI MATRIȚE PENTRU PRELUCRAREA ROȚILOR DINȚATE CILINDRICE CU DINȚI DREPȚI
CONDUCĂTOR ȘTIINȚIFIC:
Prof. dr. ing. STĂNĂSEL IULIAN
ABSOLVENT: [anonimizat]
2017
CUPRINS
Introducere 5
Capitolul I ELEMENTE DE CALCUL SI PROIECTARE A PĂRȚILOR ACTIVE ALE MATRIȚEI 6
1.1. Calculul geometric al roților dințate / angrenajului 6
1.2. Descrierea materialului din care se realizează pârțile active ale matriței 9
1.3. Elementele de proiectare a matrițelor 15
1.4. Proiectarea in Solid Edge a părților active 18
1.5. Generalități privind prelucrarea prin eroziune electrică cu electrod masiv. 25
1.6. Proiectarea electrodului de finisare 30
Capitolul II. PROIECTAREA TEHNOLOGIEI DE EXECUȚIE A ELECTRODULUI DE FINISARE PENTRU OPERAȚIA DE EROZIUNE ELECTRICĂ 33
2.1. Proiectarea tehnologiei de execuție a electrodului de finisare 33
2.1.1. Alegerea semifabricatului 33
2.1.2. Obținerea semifabricatului 35
2.1.3. Metode de realizare a electrozilor-sculă 38
2.1.4. Întocmirea documentației tehnologice 39
2.1.5. Stabilirea echipamentului necesar 41
2.1.6. Determinarea dimensiunilor intermediare si adaosul de prelucrare. 45
2.1.7. Determinarea regimului de așchiere 46
2.1.8. Efectuarea normării tehnice 47
2.2 [anonimizat] 52
2.2.1. Importul modelului 3D în aplicația CAM 52
2.2.2. [anonimizat] 56
2.2.3. Întocmirea documentației tehnologice 67
Capitolul III. PROIECTAREA UNUI DISPOZITIV DE ORIENTARE ȘI FIXARE 69
3.1. Date inițiale 69
3.2. Stabilirea sistemului de orientare 71
3.3. Stabilirea fixării semifabricatului 74
3.4. Proiectarea ansamblului dispozitivului 82
3.5. Mecanizarea dispozitivului 84
3.6. Descrierea dispozitivului 86
Capitolul IV. ALEGEREA SCULELOR AȘCHIETOARE 88
Capitolul VI. Bibliografie 96
Anexe
Introducere
În această lucrare voi incerca sa prezint procedeul de proiectare a parti active a unei matrițe pentru prelucrarea rotilor dintate cilindrice cu dinți drepti utilizând sistemele CAD CAM. [anonimizat], durata de functionare mare si gabarit relativ redus. Printr-o miscare continuă roțile trebuie sa asigure reportul de transmitere constant Angrenajul reprezinta o pereche de roți dințate,o roata fiind conducatoare iar cealalta roata fiind condusa. Numarul minim de dinți este de 17 [anonimizat]. [anonimizat]-i succesiv ,realizand o presiune de contact care la randul ei realizeaza angrenarea.
[anonimizat], aplicații, programe de calculator care vin in ajutorul inginerilor si arhitecților in activitațile lor de proiectare. Un in ultimul rand sistemul CAM reprezinta fabricatia asistata de calculator aceasta fiind nelipsita in fabrici utilizand software pentru controlul uneltelor sunt utilizarea de software pentru a controla uneltele realiandu-se fabricarea pieselor. Aceasta tehnologie duce la inbunatațirea timpilor de producer a pieselor,utilizandu-se foarte mult in constructia matritelor,dar nu numai.
Materialul care va fi injectat in matrita este un material plastic obtinut pe baza de polimeri ,aceștea fiind in general sintetici,prelucrarea lor sub forma de produse finite facandu-se la temperaturi destul de mari la care materialele devin plastic. Polimerul este materialul de baza al plasticului. Materialele plastice se plasifica tinand seama de comportarea termomecanica, care tine seama de variatia deformatiei polimerului sub sarcina constanta tinand cont de temperatură. Se pot menționa urmatoarele grupe de material plastic: termoplaste, termorigide si electomeri.
Termoplastele sunt materiale plastice foarte rigide la temperatura ambiantă care prin încalzire se înmoaie si prin răcire se rigidizează din nou. Fiind un proces reversibil. Termorigidele sunt acele materiale plastice care la temperatura ambianta sunt rigide. Daca creste temperatura acestora se provoaca o descompunere ireversibila. Elastomeri sunt acei polimeri care au un comportament de cauciuc dacă sunt ținuți la temperatura mediului ambiant. Compusi macromoleculari exista numai in starile de agregare condensate ,lichida si solida .
Capitolul I
ELEMENTE DE CALCUL SI PROIECTARE A
PĂRȚILOR ACTIVE ALE MATRIȚEI
1.1. Calculul geometric al roților dințate / angrenajului
Calculul rotilor dintate se va realiza intr-un program de proiectare pentru imbunatațirea timpilor de proiectare, calculele si modelarea fiind generate de program doar in cateva secunde. Programul cu care o sa lucrez este Solid Edge V20 unde se vor introduce toti parametric necesari pentru a obtine modelarea 3D a angrenajului dintre 2 roti dintate, una fiind de 20 de dinti iar cealalta roata dintata fiind de 30 de dinti, avand un raport de transmitere de 2/3. Aceste roti au modulul, m=1,5 . Rotile dințate se vor realiza cu ajutorul matritei de injecat.
Pentru realizarea angrenajului vom folosi comanda ’’Spur Gear’’ care este specifica acestor tipuri de roți dințate, regasind aceasta comanda in partea stanga a ecranului de lucru, dupa cum se observa si in fig.1.1
Fig.1.1. Mediul de lucru cu comanda Spur Gear
Pentru inceput vom introduce conditiile de intrare in program pentru a se putea incepe proiectarea dupa cum se poate observa in Fig. 1.1.2
Fig. 1.2 Conditiile de intrare in program
In continuare vom introduce parametri specifici de proiectare pentru tipul de angrenaj pe care dorim sa il realizam,acestea prezentandu-se in Fig.1.1.3.
Fig.1.3 Parametrii de proiectare.
Dupa introducerea parametrilor de proiectare doriti, programul va face calculele necesare pentru realizarea rotilor dintate cilindrice cu dinti drepti, confirmandu-ne daca parametrii pe care i-am introdus sunt corecti sau nu. Daca toti parametrii introdusi sunt corecti programul ne va confirma dupa cum putem observa in partea din dreapta sus, ca totul este in regula si putem trece la generarea rotilor dintate . In fig.1.4 putem observa valorile calculate in functie de parametri pe care i-am introdus .
Fig.1.4.Rezultatele calculate in functie de parametri introdusi
Nu in ultimul rand programul ne genereaza si calculele geometrice pentru a avea o vedere de ansamblu mai buna asupra realizarii geometriei rotii dințate,acestea fiind observate in fig.1.5.
Fig.1.5 Calculul geometriei roti dintate
1.2. Descrierea materialului din care se realizează părtile active ale matriței
Materialul din care se va realize matrita este Cr120.
Materiale utilizate la constructia matritelor
Matrițele de injectat materiale termoplastice pot fi confecționate din mai multe tipuri de materiale, cele mai de utilizate sunt: oțelurile, aliajele neferoase și materialele nemetalice. La serii de fabricație mari, de la 4000 până la câteva milioane de bucăți, se utilizează în general oțelul.
Oteluri
Oțelurile pentru construcția matrițelor de injectat trebuie să îndeplinească, din punct de vedere al fabricației, următoarele condiții: prelucrabilitate bună, calitate bună a suprafeței, tratamente termice simple, deformații cât mai reduse, posibilități de deformare la rece (în cazuri speciale). Oțelurile folosite la fabricarea matrițelor pot fi împărțite în următoarele grupe:
-oțeluri de uz general;
-oțeluri de cementare;
-oțeluri de nitrurare;
-oțeluri pentru călire;
-oțeluri de îmbunătățire;
-oțeluri anticorozive.
Oțeluri de uz general
Oțelurile de uz general pentru construcții, STAS 500/2-86, sunt ușor prelucrabile prin așchiere, se sudează bine, au rezistență și tenacitatea corespunzătoare. Ele pot fi utilizate în condiții bune pentru confecționarea diferitelor plăci ale matrițelor care nu vin în contact cu materialul plastic, cum ar fi: placa de prindere, placa intermediară, placa distanțieră. Pentru a asigura rezistența necesară la solicitarea prin compresiune de regulă se utilizează marca de oțel OL 60.
Pentru matrițele mai mici, cu solicitări mai reduse, pot fi utilizate și mărcile OL 42 și OL 50. Din aceste oțeluri se mai pot confecționa și alte piese ca: șuruburi de fixare, dopuri filetate, prelungitoare, suporți etc.
Oțeluri pentru cementare
Aceste oțeluri au conținut redus de carbon (0.07 ÷ 0.18%). Prin Carburarea suprafeței exterioare, conținutul de carbon crește la 0.8 ÷ 0.9%, adâncimea stratului carburat fiind cuprinsă între 0.5 ÷ 1.2 mm. După călir9e stratul exterior devine foarte dur (58 ÷ 62 HRC), având rezistența mare la uzură, păstrându-și în același timp tenacitatea miezului.
La utilizarea oțelurilor de cementare se ține seama de două procedee de prelucrare: prelucrarea prin așchiere și presarea la rece.
Oteluri pentru cementare folosite la prelucrarea prin așchiere. Pentru prelucrarea prin așchiere se pot utiliza toate oțelurile de cementare. Datorită faptului că matrițele de injectat lucrează în condiții grele de exploatare vor fi alese acele oțeluri de cementare care pe lângă o suprafață dură și rezistența la uzură în urma călirii, asigură deformabilitate minimă și o rezistență corespunzătoare a miezului chiar și pentru matrițe de dimensiuni mari.
În această categorie se utilizează atât oțelurile carbon de calitate pentru cementare cât și otelurile aliate pentru cementare. Pentru confecționarea coloanelor de ghidare, a bucșelor de ghidare, a coloanelor înclinate, se recomandă oțelul carbon de calitate OLC15.
Pentru cuiburile matriței, poansoane si alte piese ale matriței supuse la solicitări mari se recomandă oțeluri aliate pentru cementare. Datorită solicitărilor locale mari la compresiune și încovoiere la serii mari de piese injectate este necesar ca piesele matriței să aibă pe lângă o duritate superficială ridicată pentru a rezista la uzură și maximum de tenacitate în miez. Pentru aceasta se execută un tratament termic de îmbunătățire, a structurii miezului, respectiv o dublă călire. Oțelurile recomandate pentru acest lucru sunt: 18MgCr10, 15CrNi15, 21MoMgCr12, 20MoNi35, 18MoCrNi13. 13CrNi30. Toleranțele mici indicate pentru reperele injectate impun în unele cazuri oțeluri care în urma tratamentului termic au o deformare minimă, cum ar fi: 21MgCr12, 28TiMgCr12, 16CrNiW10. Aceste oțeluri fiind cu granulație fină, pot fi supuse tratamentelor termice simple după cementare și sunt indicate pentru piese greu solicitate.
Oțeluri pentru cementare care se prelucrează prin deformare la rece. Aceste oțeluri se recomandă atunci când se construiesc matrițe cu mai multe cuiburi și când suprafețele cuiburilor sunt greu de realizat prin așchiere. Posibilitatea prelucrării prin presare la rece a diferitelor oțeluri va fi stabilită prin rezistența obținută după recoacerea de înmuiere și prin existența unei granulații feritice fine. Structura de recoacere trebuie să fie lipsită de perlită lamelară. Ca regulă se menționează că un oțel poate fi bine prelucrat pe adâncime când produsul 1.25 HB 5 < 300 kgf/mm2. Cu cât diferența între 1.25 HB si 300 kgf/mm2 este mai mare, cu atât se pot prelucra cuiburi mai adânci și nu este necesară o recoacere intermediară. La diferențe mai mici a valorilor de mai sus cuiburile prelucrate prin presare la rece trebuie să fie mai mici.
Pentru presare la rece sunt recomandate următoarele mărci de oțeluri: OLC1O, OLC15. Oțelurile OLC10 si OLC15 în stare normalizată au o duritate de 120 ÷ 140 HB, pretându-se ușor presării la rece pentru cuiburi mici, fără recoacere intermediară.
După cementare, călire și revenire, se obține în miez o rezistență de 42 ÷ 50 kgf/mm2, duritatea în miez de 110 ÷ 140 HB și în stratul cementat o duritate de minim 56 HRC.
Din analiza acestor date, rezultă că aceste oțeluri se pot utiliza pentru piese cementate prelucrate prin deformare la rece, care nu necesită proprietăți de mare rezistență la miez.
Se execută în general cuiburi în pastile montate în plăci cu locașuri multiple, plăcile călite preluând eforturile de compresiune la închiderea matriței, iar cuiburile preluând efectul de uzură și presiunea materialului plastic.
Oțeluri pentru nitrurare
Rezistența la uzură a acestor oțeluri poate atinge 1050 HV. Pentru nitrurare se folosește oțelul aliat 38MoCrA09 si 38MoCr11, care în urma tratamentului de îmbunătățire primește o duritate în miez de 300 ÷ 370 HB, iar după nitrurare se obține o duritate în stratul superficial de 850 ÷ 1050 HV. Pentru matrițele de injectat sunt suficiente adâncimi de nitrurare de până la 0.3 mm. Matrițele nitrurate, datorită stratului dur și subțire, sunt sensibile la tratamente inadecvate .Unele materiale termoplastice (policarbonații) reacționează cu oțelurile aliate cu aluminiu, astfel că rezultă o schimbare a culorii materialului, din acest motiv injectarea acestor materiale nefiind recomandată. Duritatea optimă și rezistența maximă la uzură se obțin la oțelurile nitrurate în gaz, nu pe suprafața piesei, ci cu câteva sutimi de milimetru în adâncime. Stratul superficial este foarte sfărâmicios. Acest strat se va îndepărta prin lustruire, după ce în prealabil a fost prevăzut la prelucrarea prin așchiere, pentru a se putea menține cotele precise solicitate de matrița respectivă.
Oțeluri pentru călire
Oțelurile pentru călire se recomandă în cazul matrițelor de injectat cu cuiburi plate. Datorită deformațiilor care apar în urma tratamentului termic de călire, în cazul cuiburilor cu configurație complicată, se folosește prelucrarea prin electroeroziune după tratament termic. Solicitările mari la care sunt supuse aceste piese necesită obținerea unei structuri foarte fine care se realizează prin alegerea unei temperaturi minime de călire și menținerea scurtă la aceste temperaturi. În construcția matrițelor de injectat, ca oțeluri pentru călire, se folosesc oțelurile carbon de scule: OSC6, OSC9, OSC10, OSC11, OSC12. Aceste oțeluri au călibilitate mică. La diametre mai mari de 5 mm duritatea scade brusc sub 60 HRC la 2 ÷ 4 mm distanță de suprafață. Aceste oțeluri nefiind recomandate pentru execuția sculelor cu grosimi mai mari de 20 ÷ 25 mm, vor fi folosite la piese ca: bucșe de ghidare, bucșe de conducere, bucșă centrală, aruncătoare tubulare, poansoane de dimensiuni mici. Piesele de forme complicate executate din aceste oțeluri se călesc în două medii (răcire întreruptă), sau li se aplică o călire în trepte (izotermă). Aceste procedee reduc riscul deformărilor și al apariției
fisurilor .De asemenea, în construcția matrițelor de injectat, ca oțeluri pentru călire, se folosesc cele aliate pentru scule cu adâncime de călire mare: C120, 97MnCrW14, VMn18. Aceste oțeluri oferă pieselor o suprafață foarte dură și in același timp o mare rezistență în miez. Se recomandă pentru matrițe cu adâncimea cuibului mare și cu precizie ridicată, prezentând deformații foarte mici în urma tratamentului termic. Oțelul C120 este ledeburitic și are caracteristici și tratament termic deosebit față de alte oțeluri. La acest oțel, pentru ca dimensiunile pieselor după călire și revenire să nu difere de cele inițiale (în stare recoaptă) se recomandă aplicarea unei căliri de la 1050 ÷ 1060°C urmată de o revenire la 475 ÷ 500°C. După o primă revenire la 475°C se măsoară dimensiunile și numai dacă mai este necesară o creștere a acestora, se repetă revenirea descompunând o nouă porție de austenită reziduală.
Oțeluri de îmbunătățire
Datorită unor motive ca: imposibilitatea eliminării, lipsa utilajelor de rectificare a profilelor complicate și de corectare a găurilor, necesitatea executării cuiburilor direct în placă de formare a matriței, au dus la folosirea oțelurilor de îmbunătățire. După degroșarea prin așchiere, piesele se călesc și se revin înalt obținându-se o duritate de 250 – 350 HB, alegerea durității făcându-se după posibilitățile de finisare. Atunci când toleranțele pieselor fabricate o permit se pot face după călire reveniri joase, duritățile obținute fiind mai ridicate, după care urmează operația de lustruire.
Avantajele utilizării acestor materiale sunt: rapiditate în executarea matriței, eliminarea riscului apariției deformărilor după tratamentul termic, posibilitatea executării de remedieri la matriță în cazul în care nu s-au obținut dimensiunile dorite de la prima încercare.
Oțelurile de îmbunătățire recomandate pot fi oțelurile carbon de calitate: OLC45, OLC55, OLC60. Oțelurile aliate pentru îmbunătățire pot fi: 41MoCr1A, 50VCr11 etc. Oțelurile 41MoCr11 se utilizează pentru piesele puternic solicitate, cu secțiune mare de îmbunătățire. Prin călire și revenire se obțin 270 ÷ 320 HB. Oțelul 50VCr11 se recomandă pentru secțiuni medii sub 50 mm. După îmbunătățire se obțin 300 ÷ 400 HB.
Oțeluri anticorosive
În cazul prelucrării materialelor plastice care atacă chimic matrița, pentru evitarea acestui neajuns, se pot folosi două metode: cromarea dură a suprafețelor care vin în contact cu materialul termoplastic sau executarea pieselor respective din oțeluri anticorosive.
Cromarea nu se poate aplica la toate configurațiile de piese. De asemenea există pericolul, exfolierilor, mai ales la piesele subțiri solicitate la încovoiere, în acest caz se recomandă utilizarea oțelului anticorosiv.
Stabilitatea la coroziune se realizează printr-un conținut de crom de minimum 12%. Prin adaos de molibden, vanadiu și cobalt se îmbunătățește semnificativ stabilitatea la coroziune. Deformarea acestor oțeluri în urma durificării este mai mare decât a oțelurilor durificate în profunzime. În tab1.1 sunt prezentate câteva tipuri de oțel recomandate la construcția de matrițe de injectat materiale termoplastice.
Tab. 1.1. Oțeluri recomandate pentru execuția elementelor constructive ale matrițelor.
Tenacitatea acestor oțeluri trebuie în foarte multe cazuri îmbunătățită, în funcție de tipul matriței, prin revenire. La temperaturi înalte de revenire se înrăutățește stabilitatea la coroziune.
Materiale speciale:
Metale și aliaje neferoase
Când se impun unele condiții deosebite legate de coroziune și conductibilitate termică se folosesc metale și aliaje neferoase.
Cuprul și aliajele cuprului. Se recomandă pentru construcția de duze punctiforme, atât la matrițele de injectat cu anticameră cât și la matrițele cu canale încălzite, se mai folosește la executarea unor pastile greu de realizat din oțel și care nu pot fi răcite în bune condiții, se prelucrează ușor. Alama se folosește, de asemenea, la confecționarea miezurilor pentru răcirea intensă a poansoanelor .
Bronzurile sunt aliaje ale cuprului cu staniul. Ele se caracterizează printr-o bună rezistență la coroziune în aer și apă, o rezistentă ridicată la uzură și durificare importantă prin deformare la rece. Bronzurile cu beriliu se folosesc la confecționarea torpedourilor duzelor deschise pentru matrițe cu canale încălzite și la confecționarea poansoanelor răcite special.
Cuprul este un material neferos cu slabă prelucrare prin așchiere și de aceea, în stare pură nu se folosește decât sub formă de vergele, la temperarea poansoanelor cu d ≤ 5 mm, folosind foarte buna sa proprietate de conductivitate termică.
Aluminiul și aliaje de aluminiu. In construcția matrițelor de injectat se folosesc aliaje ale aluminiului cu zinc, cupru, magneziu și crom, elemente care îmbunătățesc considerabil calitățile de rezistență la tracțiune și duritate.
Aliaje de aluminiu se utilizează din ce în ce mai mult la confecționarea cuiburilor pentru matrițe.Unele aliaje speciale ale aluminiului cu rezistență ridicată folosesc și la execuția unor matrițe cu cuiburi foarte complicate.
Cel mai recomandat aliaj de aluminiu pentru matrițe de injectat este AlZrMgCu0.5.
Aliaje antifricțiune. Aliajele antifricțiune au un punct de topire relativ scăzut (220 ÷ 300°C) și ca atare pot fi ușor turnate. Două grupe de aliaje antifricțiune sunt mai răspândite: aliaje antifricțiune pe bază de Sn (80 ÷ 90% Sn) și aliaje antifricțiune pe bază de Pb (75 ÷ 80% Pb), ele se folosesc în cazul unor poansoane rotitoare de mari dimensiuni.
Materiale nemetalice
Aceste materiale se folosesc mai puțin în confecționarea matrițelor.
Materiale speciale. Pentru realizarea unor piese de probă se pot confecționa cuiburi de mici dimensiuni din rășini epoxidice cu oțel (plastic metal).
Materiale plastice. Pentru confecționarea miezurilor de răcire ale poansoanelor, pentru racorduri de răcire diferite, se pot folosi materiale plastice precum poliamida și ABS.
1.3. Elementele de proiectare a matrițelor
Generalitați – injectarea unui material plastic este in principal condiționată de trei factori: caracteristicile materialului plastic,caracteristicile pe care le are masinile de injectat si caracteristicile matritei de injectat. Matrita reprezintă un subansamblu mecanic avand rolul de a imprima materialului dorit o anumita forma cu dimensiuni bine determinate. Exista o varietate foarte mare a pieselor injectete din material plastic ducand la elaborarea unor solutii tehnologice si constructive specifice atat in domeniul executiei cat si in cel al proiectarii matritelor de injectat. In principiu matritele care injecteaza material termoplastice au doua parti principale:semimatrita cere este pozitionata din partea duzei de injectare si semimatrita din partea aruncarii. Matrita este pozitionata si fixata pe platourile de prindere ale masinii de injectat. În general matritele functioneaza folosind injectarea materialului plastic prin interiorul unui orificiu care are axa perpendicular pe planul de separate. Exista si injectari speciale in care injectarea si poate face atat perpendicular pe planul de separate cat si in planul de separate.Tinand seama de forma geometrica a piesei, de tipul masini de injectat,de caracteristicile si natura materialului plastic, exista o larga varietate de matrite de injectat.
Clasificarea matritelor este foarte diversificata datorita varietati mari a formei pieselor injectate,a sistemelor dezvoltate prin injectare, in functie de cum se face aruncarea piesei din matrita, in functie de seriile de fabricatie largi si multe altele.
Exista criterii dupa care se face clasificarea matritelor:
Dupa numarul curburilor, matritele se pot plasifica astfel:
– matrite cu mai multe cuiburi,mai mari de trei cuiburi;
– matrite care are doar doua cuburi;
– matrite cu un singur cuib;
Dupa sistemul de injectare, acestea se clasifica:
– cu injectare punctiforma;
– cu injectare direct prin culee;
– cu injectare peliculara sau film;
– cu injectare cu canale de distributie;
– cu injectare inelara;
– cu injectare tip umbrela;
– cu injectare cu canale izolate;
– cu injectare cu canale incalzite;
– cu injectare cu canal tunel.
Dupa modalitatea de actionare a a sistemului de aruncare,acestea se clasifica:
– cu aruncare hidraulica;
– cu aruncare pneumatic;
– cu aruncare mecanica.
Dupa numarul planelor de separate, ele se clasifica:
-cu mai multe plane de separate;
-cu doua plane de separate;
-cu un singur plan de separate.
Dupa modul de realizare a matritei tinand seama de forma piesei:
-simple;
-cu desurubare;
-cu bacuri;
-cu mai multe planuri de separate.
Sistemul de injectare consta in ansamblul duza,canale,diguri cu ajutorul carora materialul plastic ajunge in cuib, tot acesta alcatuieste sistemul de injectare al matritei. Alegerea si dimensionarea corecta a sistemului de injectare determina calitatea pieselor care sunt injectate si mai ales productivitatea intregului process de prelucrare.
Fig.1.6. Principiul simplificat de injectare a polimerului in
interiorul unei matrite
Matritele sunt in stransa legatura cu masinile care injecteaza masa plastica, tinandu-se cont de presiunea de injectare a polimerulei pe care o poate exercita masina ,de gabaritul matritei,de forta de inchidere a matritei,de temperature de incalzire a materialului pe care o poate exercita masina de injectat si multe altele.
In fig.1.6 sunt prezentate trei scheme simplificate care introduce materialul plastic in interiorul unei matrite(a,b,c), prima schema arata matrita in pozitie inchisa inainte de introducere polimerului in aceasta; a doua schema prezinata injectarea polimerului in interiorul matritei; iar a treia schema arata eliberarea piesei din cuibul matritei.
Elementele componente care alcatuiesc aceasta schema sunt: 1.platanul mobil; 2.matrita de injectat; 3.platanul mobil; 4.duza masini prin care se injecteaza materialul topit; 5.cilindru; 6.dispozitiv de incalzire a polimerului; 7.melc; 8.cuva de alimentare; 9.motor care genereaza miscarea de rotatie a melcului; 10.motor hidraulic liniar,care realizeaza miscarea de translatie; 11. Piesa injectata.
Procesul de injectare a materialului in matrita este un proces repetitiv cuprinzand mai multe operatii:
-alimentarea cu material;
-topirea materialului in cilindrul masini;
-inchiderea matritei;
-introducerea materialului topit in interiorul matritei prin presiune;
-asteptarea raciri si solidificari materialului din matrita;
-deschiderea matritei;
-eliminare piesei create din matrita.
Materialul care se introduce in interiorul matritei pentru realizarea rotilor dintate este Poliamida 6.6. Acest tip de material sa descoperit intre ani 1928-1935.
Obtinerea acestui material este preparata prin policondensare. Policondensarea nu este totala,deaceea polimerul trebuie sa fie separat de monomerul rezidual,spalat si apoi uscat. Aceasta este livrata pentru folosire cu o umiditate mai mica de 0,2%.
Prerzentare generala. Poliamida 6.6 se pe prezinta sub forma de granule cilindrice ,care pot fi divers colorate sau in forma naturala. Materialul se livreaza in saci etansi unde umiditatea este mai mica de 0,2%. Este un material partial cristalin.
Temperatura de topire a PA6.6 este 255o,iar temperatura de vitrifiere 70oC. In vederea injectarii se recomanda uscarea materialului 2 ore la 80o. Conditiile generale de injectare impun o temperatura a materialului intre 260o-190oC si temperatura matritei de 40o-120oC. Piesele injectate au o contractie cuprinsa intre 1,5-2%. Aceste piese se pot suda cu element incalitor,ultrasonic sau prin frecare. Piesele se pot decora la cald si se pot prelucra mecanic.
Poliamida 6.6 se foloseste in diverse domenii: in industria automobilelor(cutii de siguranta); in industria electrotehnica(intrerupatoare,carcase de bobine);in mecanica fina(ghidaje,roti, roti dintate); in industria textila(fermoare).
1.4 Proiectarea in Solid Edge a părților active
Vom realiza pentru inceput partea de jos a matritei, rotii mici(Z=20 dinti), pentru aceasta vom avea nevoie de desenul de executie care este prezentat in fig.1.7.
Fig.1.7.Desenul de executie al piesei
Modelarea piesei se incepe prin trasarea conturului piesei intr-un “Sketh” care este pozitionat pe un plan dorit de noi fig. 1.7., dupa care acesta se extrudeaza cu comanda “Protrusion” pe o distanta de 45 mm fig.1.8.
Fig.1.8. Realizarea conturului piesei
Fig.1.9. Extrudarea conturului piesei(45mm)
Pentru a se putea asambla cele doua parti a matritei au nevoie de gauri de stifturi(Ø8 H7 x2) fig.1.10. si de gauri filetate pentru suruburi (M8x4)fig.1.11.
Realizarea gaurilor:
-gaurile sunt realizate cu optiunea ,,HOLE,,
-selectarea planului de străpungere care este perpendicular pe axa găurii;
-se poziționează centrul găurii de elemente de referință prin două cote;
-se alege diametrul găurii;
-se alege adâncimea de străpungere;
Fig.1.10 Realizarea gaurilor de stifturi
Fig.1.11. Realizarea gaurilor filetate
Pentru realizarea cuibului matritei vom avea nevoie de roata dintata care este corespunzatoare cu dimensiunea cuibului matritei, aceasta se suprapune in interiorul semifabricatului cu acesta fig.1.12. iar prin optiunea “Boolean” vom disloca acel material care se suprapune cu roata dintata ramanand astfel acel loc al cuibului matritei fig.1.13.
Fig.1.12.Suprapunerea materialului cu roata dintata
1
Fig.1.13.. Realizarea cavitati matritei cu optiunea “Boolean”
Pentru realizarea partii se sus a matritei avem nevoie pentru inceput de desenul de executie al piesei prezentat in fig.1.14. In cele ce urmeaza se va realiza modelul 3D al piesei.
Fig.1.14.Desenul de executie al parti de sus a matritei
Gaurile de stift sunt pentru poziționarea a doua piese iar gaurile filetate sunt pentru fixare a doua piese cu ajutorul suruburilor.
La fel ca si in cazul piesei anterioare modelarea piesei se incepe prin trasarea conturului piesei intr-un “Sketh” care este pozitionat pe un plan oarecare fig.1.15. dupa care acesta se extrudeaza cu comanda “Protrusion” pe o distanta de 45 mm. Aceasta este prezentata in ig.1.16.
Fig.1.15. Realizarea conturului piesei
Fig.1.16.Extrudarea conturului piesei(45mm)
Pentru a se putea asambla cele doua parti a matritei au nevoie de gauri de stifturi (Ø8 H7 x2) fig.1.17., iar in cazul acesta vom avea doar gauri de trecere pentru suruburi cu cap imbus(Ø8,5) fig.1.18.
Realizarea gaurilor:
-gaurile sunt realizate cu optiunea ,,HOLE,,
-selectarea planului de străpungere care este perpendicular pe axa găurii;
-se poziționează centrul găurii de elemente de referință prin două cote;
-se alege diametrul găurii;
-se alege adâncimea de străpungere;
Fig.1.17. Realizarea stifturi(Ø8 H7)
Fig1.18. Realizarea gaurilor de trecere pentru surub cu cap imbus(Ø8,5)
Aceasta parte de sus a matritei are un cep care este conceput pentru ca roata dintata care se doreste sa fie realizata sa aiba o gaura in mijloc, pentru prinderea acesteia pe diferite piese cilindrice. Pentru realizarea acelui cep se face un sketch pe partea de inchidere a
matritei,dupa care in acel sketch se realizeaza profilul cepului si se extrudeaza cu comanda “Protrusion”, procedeul fiind reprezentat in fig.1.19.
Fig.1.19. Realizarea profilului cepului
In final vom arata in fig.1.20. ansamblul celor doua parti active care formeaza matrita.
Fig.1.20. Realizarea ansamblului matritei
1.5. Generalități privind prelucrarea prin eroziune electrică cu electrod masiv.
Prelucrarea prin eroziune electrică este o metodă de prelucrare dimensională a materialelor metalice, la care îndepărtarea surplusului de material se face pe baza efectelor erozive ale descărcărilor electrice în impuls, amorsate în mod repetat între obiectul de prelucrat (O.P.) și un electrod denumit obiect de transfer (O.T.).
Fig 1.21. Schema de principiu a prelucrării prin eroziune electrică.
Obiectul de prelucrat și obiectul de transfer, imersați în lichidul dielectric, sunt alimentați de la un generator de impulsuri, care este sursa de tensiune (fig.1.21). Dacă intensitatea câmpului electric dintre electrozi este mai mare decât rigiditatea locală a dielectricului, apare o descărcare electrică între aceștia.
Transformarea energiei electrice prin dozarea ei, temporală și spațială, în energie de efect, are ca urmare formarea craterelor de prelevare, din obiectul de prelucrat, respectiv a craterelor de uzare, din obiectul de transfer.
Migrarea în câmp și spațiu a acestor procese elementare de eroziune pe întreaga suprafață a obiectului de prelucrat, are ca efect prelucrarea suprafeței acestuia, prin îndepărtarea surplusului de material. În paralel, fenomenele asemănătoare ce se desfășoară la suprafața obiectului de transfer, conduc la uzarea acestuia. Prelucrarea prin eroziune electrică cu electrod masiv, ca și metodă sau procedeu de prelucrare dimensională a materialelor metalice, poate fi privită ca un sistem de acțiune tehnologică. Abordată sistematic, eroziune electrică prezintă cele trei categorii cunoscute de factori și anume:
-factori primari (mărimi intrare) care reprezintă acțiunile mediului asupra sistemului;
-factori intermediari (mărimi de proces), care sunt reprezentați de transformarea propriu-zisă;
-factori finali (mărimi ieșire), care reprezintă răspunsul acțiunii asupra mediului, concretizați prin caracteristici tehnologice, tehnice și economice.
Factori primari ai procesului de prelucrare dimensională prin eroziune electrică
Factorii primari ai procesului de prelucrare dimensională prin eroziune electrică cu electrod masiv, pot fi repartizați în opt grupe (fig.1.22):
-parametri ai impulsurilor electrice;
-parametri de reglare comandați de utilajul tehnologic;
-caracteristici programate rigid la echipamentul de circulație a lichidului de lucru și cele de acționare suplimentară a electrodului, care este obiectul de transfer al energiei;
-caracteristici de instalare obiect de prelucrat-obiect de transfer;
-caracteristici ale materialului obiectului de prelucrat;
-caracteristici ale materialului obiectului de transfer;
-caracteristici de material ale mediului de lucru;
-caracteristici geometrice ale interstițiului de lucru.
Fig1.22. Factori primari ai procesului de prelucrare prin eroziune electrică.
Principala grupă a acestei categorii de factori primari o constituie parametrii electrici ai impulsurilor de tensiune și curent. Parametrii electrici sunt:
tensiunea de mers în gol, U0 [V], este tensiunea aplicată de generator în spațiul de lucru;
tensiunea descărcării Ud [V], este valoarea tensiunii, constantă, pe durata impulsului de curent;
amplitudinea impulsului de curent, Ib [A];
timpul de amorsare, normal ta [s], este timpul scurs din momentul aplicării impulsului de tensiune, până în momentul stabilizării curentului. El este alcătuit din:
-timpul de întârziere, tr [s], este timpul scurs din momentul aplicării impulsului de tensiune, până în momentul apariției impulsului de curent. Are caracter aleator, pregătind condițiile străpungerii.
-timpul de străpungere, ts [s], timp în care are loc scăderea tensiunii de la valoarea de mers în gol, la cea a descărcării, respectiv, în care are loc creșterea curentului, de la valoarea zero, la cea a descărcării;
durata impulsului de tensiune, tu [s];
durata impulsului de curent, ti [s] ;
durata pauzei dintre impulsurile de tensiune, tpu [s] ;
durata pauzei dintre impulsurile de curent, tpi [s] ;
perioada impulsurilor, t [s] .
Parametrii de reglare comandați; din această grupă fac parte două categorii de factori. Prima categorie este constituită din parametrii comandați ai regimului de prelucrare, de către generatorul de impulsuri. Din mulțimea parametrilor electrici prezentați anterior, sunt reglabili, treapta de curent I, durata impulsurilor de tensiune tu și durata pauzei dintre impulsurile de tensiune tp.
O a doua categorie de parametrii de reglare comandați este alcătuită de către cei ai sistemului de reglare automată a avansului (SRA) care are rolul de a menține interstițiul constant pe tot timpul prelucrării.
Fiecare dintre sistemele de reglare automată a avansului are mărimi caracteristice proprii, însă, indiferent de construcția sa, din punct de vedere al parametrilor de reglare comandați, interesează gama de reglare, sensibilitatea și viteza de reacție precum și stabilirea sistemului de avans.
Caracteristici programate la echipamente; o primă categorie de caracteristici programate rigid la echipamente, o constituie caracteristicile de acționare a obiectului de transfer. Astfel, mișcarea de avans automat poate fi liniară (unidirecțională, bidirecțională, și tridirecțională) sau circulară. În afara mișcării de avans automat, pentru generarea suprafeței, în unele cazuri, sunt necesare și alte mișcări relative sau combinații ale mișcărilor elementare.
Cea de-a doua categorie de caracteristici programate la echipamente, o constituie caracteristicile de circulație a mediului de lucru. Eliminarea produselor eroziunii din interstițiul tehnologic, se face prin mediul de lucru.
În unele cazuri, eliminarea naturală, prin undele de șoc create în timpul descărcărilor electrice, nu este suficientă, fiind necesare evacuări forțate ale microproduselor eroziunii: circulație forțată, absorbție continuă sau pulsatorie, injecție continuă sau pulsatorie.
Caracteristici de instalare obiect de prelucrare – obiect de transfer; caracteristicile de instalare au o influență hotărâtoare asupra mai multor indicatori de performanță dar în special influențează precizia dimensională a obiectului de prelucrat. Este important ca erorile de instalare în plan orizontal, precum și eroarea unghiulară de instalare, să fie cât mai mici posibil.
Factori primari ai procesului de prelucrare dimensională prin eroziune electrică proveniți de la elementele spațiului de lucru
Cele trei elemente ale spațiului de lucru, obiectul de prelucrat, obiectul de transfer și mediul de lucru influențează caracteristicile tehnologice, atât prin proprietățile lor intrinseci, cât și prin dispunerea lor relativă, ce determină geometria interstițiului.
Caracteristici ale materialului obiectului de transfer și ale obiectului de prelucrat; în privința celor doi electrozi interesează, în primul rând, caracteristicile lor de material (proprietăți mecanice, constante termofizice, compoziție chimică, structură și, în al doilea rând, caracteristicile geometrice ale suprafețelor active).
Întrucât, din multitudinea fenomenelor ce conduc la procesul fizic de prelevare de material, fenomenul termic se pare că este preponderent, iar o apreciere semnificativă a rezistenței la eroziune electrică a unui material metalic, se poate face cu ajutorul criteriului de stabilizare termică. Rezistența la eroziune electrică a unui material metalic, se definește ca fiind capacitatea acestuia de a-și păstra integritatea la acțiunea descărcărilor electrice, pe baza proprietăților sale intrinseci, indiferent de factorii geometrici ai spațiului de lucru și de influența proceselor secundare, care au loc în interstițiu. Rezistența la eroziune este direct proporțională cu criteriul „” a lui Palatnik, și nu numai.
Valorile mari ale criteriului „” cresc rezistența la eroziune electrică (materiale recomandate pentru confecționarea obiectului de transfer), iar valorile mici cresc prelucrabilitatea prin eroziune electrică (materiale recomandate a fi obiecte de prelucrat).
Caracteristici ale mediului de lucru; mediul de lucru are o influență hotărâtoare în procesul eroziv: el este „suportul” descărcărilor electrice și asigură îndepărtarea produselor eroziunii din spațiul de lucru. Cele mai importante caracteristici de material ale dielectricului
lichid sunt: tensiunea superficială [N/m], vâscozitatea dinamică [Pas], concentrația de impurități c [], rigiditatea dielectrică Es [V/m] și compoziția chimică.
Caracteristici geometrice ale interstițiului de lucru; geometria interstițiului este determinată de dispunerea suprafețelor în interacțiune ale celor doi electrozi. Spațiul creat între ei determină existența unui interstițiul activ, unde au loc descărcări electrice ce produc prelevarea și un interstițiu pasiv, prin care se elimină din spațiul de lucru produsele eroziunii.
Factori finali ai procesului de prelucrare dimensională prin eroziune electrică
Factorii finali, elemente-ieșire ale sistemului de acționare tehnologică sunt, de fapt, caracteristicile tehnologice ale prelucrării adică funcțiile obiectiv urmărite, materializate prin diferiți indicatori de performanță, respectiv criterii de performanță. Dacă aceștia se referă la obiectul de prelucrat, indicatorii sunt caracteristici de prelucrare, iar dacă se referă la obiectul de transfer, indicatorii fac parte din categoria caracteristicilor de uzare.
Factorii finali din rândurile caracteristicilor de prelucrare se pot grupa în trei categorii: caracteristici de productivitate, caracteristici de precizie dimensională și caracteristici de calitate a suprafeței.
Cel mai des întrebuințat indicator de performanță, nu numai din categoria caracteristicilor de productivitate, ci din totalitatea factorilor finali, îl constituie productivitatea prelucrării, Qp [mm3/min]. În cazul prelucrării prin eroziune electrică cu electrod masiv, Qp se definește ca fiind volumul de material îndepărtat din obiectul de prelucrat, Vp [mm3], raportat la durata totală a prelucrării Tp [min]:
(1.1)
Fig.1.23. Clasificarea factorilor finali ai prelucrării dimensionale
prin eroziune electrică.
1.6. Proiectarea electrodului de finisare
Se porneste de la desenul de executie al piesein(2D si 3D)
In functie de materialul plastic utilizat aceste materiale au un coeficient de contractie liniara. Se va realia partea activa a cuibului de matrita tinand seama de valoarea coeficientului de dilatare liniara.Fata de aceste valori cuibul de matrita va fi mai mare cu valoarea coeficientului de contractie. In general prelucrarea cuiburilor de matrita se fac atat prin prelucrari clasice cat si prin eroziune electrica. Precizia cuibului de matrita va depinde de precizia electrodului de finisare. Pentru prelucrarea unei matrite este nevoie de mai multi electrozi(de degrosare,de semifinisare,de finisare),iar daca precizia este mare se folosesc 2 electrozi de finisare
Caracteristicile de productivitate
La prelucrarea unor ștanțe și matrițe din oțeluri speciale, cel mai des se prelevează cavitățile direct, prin operațiile de degroșare, apoi se schimbă electrodul sculă și se face operația de prefinisare și finisare, iar altele sunt realizate prin tăiere cu fir prin eroziune electrică. În cele mai multe cazuri datorită unei productivități ridicate, însoțite de o creștere a indicilor tehnico-economici, aceste tehnologii de prelucrare pot înlocui 4 – 5 mașini de frezat. Pentru creșterea eficienței tehnico-economice poate fi aplicată și următoarea tehnologie: se realizează o primă degroșare prin procedeele clasice (frezare, găurire etc.) acolo unde este posibil, după care se face o operație de degroșare, prefinisare și finisare prin eroziune electrică, iar operația de super-netezire și lustruire se execută din nou prin procedeele clasice. În acest fel costul va fi redus cu circa 30…60%.
Realizarea elecrodului de finisare se realizeaza pentru dimensiunile finale ale matriței care sunt mai mari decât dimensiunile finale ale piesei de injectat in funcție de coeficientul de contracție al materialului roții dințate (1.052%). Modelul 3D se obține pornind de la dimensiunile matriței.
Proiectarea electrodului s-a realizat in aplicatia Solid Edge.
In prima etapa se importă modelul 3D al plăcii active fig.1.24.
Fig. 1.24. Importul modelului 3D al matriței
Urmeaza realizarea unei schițe care va fi utilizata la realizare modelului 3D al electrodului figura 1.24.
Fig. 1.24. Schița pentru realizarea modelului 3D al electrodului
Se extrudeaza schița realizata anterior și se intersecteaza cu corpul matriței figura 1.25.
Fig.1.25. Extrudarea schitei pentru obtinerea electrodului.
In urma intersectiei se obține modelul 3D al electrodului de cupru pentru finisarea matriței prin erozioune electrică.
Fig. 1.25. Modelul 3D al electrodului de cupru pentru finisarea matriței
Capitolul II.
PROIECTAREA TEHNOLOGIEI DE EXECUȚIE A ELECTRODULUI DE FINISARE PENTRU OPERAȚIA DE EROZIUNE ELECTRICĂ
2.1 Proiectarea tehnologiei de execuție a electrodului de finisare
In acest subcapitol vom prezenta proiectarea tehnologiei de prelucrare a electrodului de finisarea prin eroziune electrica cu electrod masiv a cuibului de matrita.
Se prezinta desenul de executie al electrodului in fig.2.1.
Fig 2.1. Desenul de executie al electrodului
2.1.1 Alegerea semifabricatului
Pentru realizarea roti dintate se alege ca materialul electrodului sa fie Cupru electrolitic dintr-o bara de Ø54.
Utilizarea cuprului se recomandă în special la confecționarea electrozilor-sculă pentru prelucrarea oțelului, permițând obținerea unor regimuri și viteze de erodare ridicate, uzura lor fiind relativ mică. Cel mai bine la prelucrare se comportă cuprul electrolitic cu un grad ridicat de puritate (99,9%), având punct de fuziune 1083 C și rezistivitate electrică 0,0167 mm2/m.
La utilizarea cuprului electrolitic trebuie să se execute o recoacere de detensionare, deoarece tensiunile interne pot modifica dimensiunile electrozilor-sculă sub acțiunea căldurii în timpul prelucrării. De menționat că pentru prelucrarea aceleiași piese, numărul de electrozi din cupru electrolitic este mai mic ca al celor din alamă sau alte aliaje, fapt ce duce la un cost mai scăzut.
Proprietati fizice si chimice:
Pe plan mondial se cunosc mai multe varietăti comerciale de cupru care se pot clasifica, după procedeele de obtinere sau de rafinare, în cupru de convertizor sau cupru brut cu 97,5…98 %Cu, cupru rafinat termic cu 99,0…99,75 %Cu și cupru rafinat electrolitic cu 99,75…99,95 %Cu, după gradul de puritate în functie de continutul în impurităti și de natura lor, după forma de livrare în table, bare sau tevi și după starea de livrare – recopt sau ecruisat. Categorii distincte sunt cuprul cu conductibilitate electrică mare, rafinat și elaborat în conditii speciale cu continut minim de oxigen sau de alte impurităti și cuprul cu adaosuri speciale, în cantităti sub 1%, introduse la elaborare sau la dezoxidare. Cuprul este un metal mai greu decât fierul. In stare compacta ,cuprul este un metal de culoare rosie-aramie, cu stalucire metalica vie si cu structura cristalina cubica,de duritate 2,5-3 in scara Mosh si densitate 8,96g/cm3.
Conform Wikipedia „scara de duritate Mohs permite evaluarea durității relative a unor materiale, cu precădere a nemetalelor. Ea se bazează pe capacitatea unui material de a fi zgâriat sau de a zgâria alt material. A fost inventată în anul 1812 de către mineralogul german Friedrich Mohs (1773-1839). Este o scară relativă, ordinală, care nu permite aprecierea precisă a diferenței de duritate între două materiale”.
Tab. 2.1. Compozitie chimica cupru: Conform SR ISO 431-1995
Aceste proprietăti depind foarte mult de puritatea cuprului. Gradul de puritate influentează puternic conductibilitatea electrică și termică a cuprului. Influenta impuritătilor asupra rezistivitătii electrice a cuprului este prezentată în tab.2.1., iar în tab.2.2. se prezintă influenta procesului de laminare la rece asupra conductibilitătii electrice a cuprului.
Tab.2.2 Proprietăți mecanice și fizice ale cuprului
2.1.2 Obtinerea semifabricatului
Laminarea este procesul de deformare plastica pe care il sufera un material cand trece printre doi sau mai multi cilindrii aflati in miscare de rotatie. Cilindrii de laminare se rotesc in sens contrar sau in acelasi sens, antrenad prin frecare, materialul metalic in zona in care are loc deformarea fig.2.2
Utilajul de lucru poarta denumirea de laminor, procesul de deformare se numeste de laminare iar produsul rezultat se numeste laminat.
Dimensiunile materialului se reduc in directia presarii lui de catre cilindrii si cresc in celelalte directii, mai ales in directia de avans a acestuia.
Fig.2.2.Prezentarea procesului de laminare
Cilindri de laminare
2- Semifabricat
3- Produsul laminat
Principalele procedee de laminare sunt :
a. Laminarea longitudinala (fig.2.2.a)
b. Laminarea transversala (fig2.2.b)
c. Laminarea oblica sau elicoidala(fig.2.2c)
Laminarea are loc la cald sau la rece si are urmatoarele scopuri:
– sa schimbe structura la turnare intr- o structura fina
– sa transforme un semifabricat de sectiune transversala mai mare in laminate cu sectiunea dorita
Materia prima si pregatirea ei pentru laminare
Materia prima pentru obtinerea laminatelor o constituie lingourile. Masa si forma lor sunt determinate de compozitia chimica a materialului metalic, de tipul si constructia laminoarelor, de sortimentul produselor finite.
Laminoarele de semifabricate lamineaza lingouri cu masa de 200 kg.- 35 t in blumuri de 8- 25t si in sleburi de 3- 10 t.
Proprietatiile materiei prime influenteaza propietatiile lingourilor. Astfel retasura si porozitatea, segregatia , sulfurile, defectele de suprafata, incluziunile nemetalice si alte defecte de suprafata trebuie sa fie in cantitati cat mai mici. Pentru a preveni aparitia defectelor pe suprafata laminatelor inainte de incalzire, lingourile se supun controlului de calitate. Defectele lingourilor se transmit pe semifabricat si pot fi inlaturate. Aceasta duce la obtinerea produselor laminate cu calitati corespunzatoare.
Semifabricate folosite pentru laminare:
Prin semifabricate se intelege produsele intermediare obtinute din laminarea lingourilor, destinate unei prelucrari ulterioare prin deformare plastica.
Din aceasta categorie fac parte:
-Blumurile – semifabricate cu sectiune patrata si lungimea minima a laturii de 150 mm, obtinute din laminarea lingourilor pe laminoare numite bluminguri.
-Sleburile – semifabricate cu sectiunea dreptunghiulara obtinute pe laminoare numite slebinguri sau pe bluminguri. Au grosimea minima de 80 mm, iar latimea maxima 1800 mm si uneori mai mult.
-Taglele plate – semifabricate cu sectiunea patrata, cu dimensiuni de 140 x 140 mm pana la 40 x 40 mm obtinute pe laminoare de semifabricate. Taglele plate sunt destinate relaminarii in bare si benzi.
Clasificarea laminatelor
Prin laminare se produc diferite tipuri de profile care se deosebesc prin forma sectiunii lor tansversale. Toate produsele laminate sunt, de regula, standardizate in privinta parametrilor si dimensiunilor de baza: profile, table si benzi, tevi si tipuri speciale de laminate.
Acestea se pot clasifica in:
– profile cu destinatie generala;
– profile cu destinatie speciala.
In prima grupa intra: profilele rotunde si patrate, banda ingusta si laminatele plate profilul I, U, L, sarma, etc. din grupa a doua fac parte: sinele de cale ferata, sinele pentru tramvai, profile pentru constructia de masini, etc.
Fig.2.3 .Profile de laminate cu destinații generale si speciale
In fig. 2.3 se prezinta tipurile laminate: 1-Profil patrat, 2- Profil rotund, 3-Profil haxagonal, 4-Banda, 5-Profil cornier (a. cu aripi egale, b. cu aripi neegale), 6-Sina de cale ferata, 7-Sina de tramvai, 8- Profil I, 9- Profil U, 10-Profil Z, 11-Profil de imbinare.
Scheme tehnologice de laminare
Din operatiile de baza ale oricarei scheme tehnologice de laminare fac parte:
– pregatirea materiei prime;
– incalzirea inainte de laminare;
– laminarea;
– racirea laminatelor;
– ajustarea cu operatii de taiere, racire, indreptare, etc.
2.1.3. Metode de realizare a electrozilor-sculă
Realizarea electrozilor-sculă prin așchiere:
Procedeele clasice de obținere a electrozilor-sculă prin așchiere sunt indicate în cazul electrozilor de forme geometrice ce se pretează prelucrării pe mașini-unelte obișnuite; aceste procedee au ponderea cea mai mare.
Aceste procedee se aplică în general tuturor electrozilor-sculă pentru prelucrarea găurilor, formelor tridimensionale, ca și celor utilizați la prelucrarea gravurilor din forme geometrice simple.
Prelucrarea prin strunjire a electrozilor-sculă, indiferent de materialul din care sunt executați aceștia (cupru electrolitic, grafit etc.), se utilizează de obicei pentru electrozii folosiți la operații de găurire, scoaterea sculelor rupte, la realizarea matrițelor pentru extrudarea șuruburilor și în general la toți electrozii cu forme de revoluție simple sau complexe.
Sculele așchietoare utilizate la prelucrarea prin strunjire a electrozilor-sculă pot fi din oțel rapid, armate cu carburi metalice sau în cazul unor producții de masă, chiar armate cu diamant.
În tab.2.3. sunt prezentate regimurile de prelucrare prin strunjire, recomandate a fi utilizate la prelucrarea electrozilor-sculă din cupru electrolitic și grafit.
Tab.2.3. Regimurile de prelucrare prin strunjire.
Prelucrarea electrozilor prin frezare se recomandă să fie folosită în cazul electrozilor tridimensionali. Prelucrarea electrozilor prin frezare se face fără folosirea lichidelor de răcire și de ungere. Prelucrarea electrozilor din grafit prin frezare se poate prelucra cu viteze mari de
așchiere (100…200 m/min), comparativ cu cei din cupru electrolitic (50…70 m/min), fapt ce duce la scăderea timpului de prelucrare de 5…10 ori la grafit față de cuprul electrolitic. Operația de rectificare a electrozilor se face fără a se impune condiții speciale
Discurile folosite sunt în general cele pentru rectificarea oțelului sau carburilor metalice, având granulația în funcție de calitatea suprafeței ce trebuie obținută. În timpul operației de rectificare a electrozilor trebuie să se asigure o spălare abundentă a zonei prelucrate, utilizându-se lichidele de răcire folosite și la prelucrarea oțelului.
2.1.4 Intocmirea documentatiei tehnologice
In tabelul 2.4 se prezinta intocmirea documentatiei tehnologice
Tab. 2.4. Intocmirea documentatiei tehnologice
2.1.5. Stabilirea echipamentului necesar
Debitarea
Masini de debitat cu prelucrare in unghi MC-315PV
Banda poate fi orientata la diverse unghiuri, oferind o precizie extraordinara
Fig.2.4. Masina de debitat model Soco-Seria PVMC-315PV
Tab. 2.5. Caracteristicile mașinii
Strunjire
Strunguri Universale de Mare Precizie Profimach POWER PT-055-630
Peretele lateral al batiului este construit cu nervuri duble, sub forma de cutie. Rigiditatea este mai mare decat in cazul strungurilor obisnuite. Precizia este stabila. Toate aceste strunguri pot efectua operatii in conditii de lucru dure.
Fig.2.5.Strung modelul – POWER PT-055-630–( Profimach)
Tab. 2.6. Caracteristicile mașinii,
Broșare
Masina de broșat metale BM25
Fig.2.6.Masina de brosat model-BM25
Caracteristicile masini:
Putere motor electric 2,2 kW
Tensiune 400 V
Putere hidraulica: 10 T
Capacitate maxima brosare: 25 mm
Viteza de lucru: 24 mm/sec
Viteza de revenire: 54 mm/sec
Debit pompa: 7,5 l
Traseu brosa: 600 mm
Diametru gat: 300 mm
Diametru maxim piesa:600 mm
Dimensiuni masa lucru 420×420 mm
Dimensiuni (Lxlxh) 2320 x 1180 x 820 mm
Greutate: 790 Kg
Danturare
Masini de danturat FD 320A
Fig.2.7.Masina de ganturat FD 320 A
Caracteristici principale:
Diametrul maxim: 320 mm
Modulul maxim: 6 mm
2.1.6 Determinarea dimensiunilor intermediare si adaosul de prelucrare
Strunjire: Ø50,53±0,01
( i=1 )
0.73 mm ( i=5 )
Gaurire:Ø9,8
Alezare: Ø10 H7
Danturarea:
Se calculeaza o roata dintata de :
z=30
m=1.5
z=numarul de dinti
m=modulul
Se calculeaza:
Diametrul exterior:
De=(z+2) ·m=(30+2) ·1.5=48 mm (2.5)
Inaltimea dintelui:
h=2,25· m=2,25·1.5=3,375 mm (2.6)
Diametrul de divizare:
Dd=m · z=1,5·30=45 mm (2.7)
2.1.7. Determinarea regimului de aschiere
Determinarea vitezei de aschiere la strunjire de degrosare
v= [m/min]
v=viteza de aschiere
D=diametrul piesei [ mm]
n= turatia (200-400) [rot/min]
s=avansul (0,4-0,8) [mm/rot]
t= adancimea de aschiere (0,5-2) [mm]
D=54 mm
n=300 rot/min
s=0,6 mm/rot
v== 50,89 [m/min]
Determinarea vitezei de aschiere la strunjire de finisare
v= [m/min]
v=viteza de aschiere
D=diametrul piesei [ mm]
n= turatia (1000-2000) [rot/min]
s=avansul (<0,1) [mm/rot]
t= adancimea de aschiere (0,1-1) [mm]
D=52 mm
n=1500 rot/min
s=0,02 mm/rot
v== 245,04 m/min
Determinarea vitezei de aschiere la gaurire
Adancimea de gaurire (t);
t=9,8/2=4,9 [mm/trecere]
n=turatia [rot/min]
n=600
Determinarea vitezei de aschiere la alezare
Adancimea de alezare (t);
t=(10-9,8)/2=0,2/2=0,1 [mm/trecere]
n=turatia (40-60) [rot/min]
n=40 rot/min
2.1.8. Efectuarea normării tehnice
Corelarea în timp a proceselor tehnologice impune de la început stabilirea unor criterii comune. Astfel, un asemenea criteriu a devenit normarea tehnica. Norma de munca reprezinta si unul din criteriile aprecierii eficientei oricarui proces tehnologic.
Este de dorit ca operatiile, fazele, trecerile, etc. sa se faca într-un timp cât mai scurt (desigur nu în dauna calitatii produsului), având astfel certitudinea ca în timpul limitat de conditiile de fabricatie (schimb, zi, decada luna, etc.) sa se poata prognoza o cantitate stricta de produse corelate desigur cu planul de productie.
Norma de productie (Np) se refera la cantitatea de produse sau de lucrari stabilite a se efectua într-o unitate de timp de catre un executant, în conditiile unei calificari corespunzatoare si conditii tehnico-organizatorice precizate ale locului de munca.
Legatura dintre norma de timp si norma de productie este redata de relatia:
Np= (2.11)
[NT] (zi/buc.), (ore/buc.), (min/buc.).etc.
Fig.2.8. Structura normei tehnice de timp
Se exprima în general în: unitati de timp (an, zi, ore, min..)/ unitate de produs (buc, kg., m,.). Desigur constructia de masini foloseste în cel mai des caz (min/buc)
Întrucât operatia este unul din elementele de baza ale procesului tehnologic (pentru care exista si documentatie – planul de operatii), norma de timp (NT) se va referi la timpul necesar realizarii unei piese în cadrul ei. Structura normei tehnice de timp se prezinta în fig.2.14., unde:
Tpî – timpul de pregatire si încheiere
top -timpul operativ
tb – timpul de baza
ta – timpul auxiliar (ajutator)
td1 – timpul de deservire a locului de munca
tdt – timpul de deservire tehnica
tdo – timpul de deservire organizatorica
tto – timpul de întreruperi conditionate de tehnologia stabilita si de organizare a productiei
ton – timpul de odihna si de necesitati firesti (fiziologice)
Deci, norma de timp se poate exprima si sub forma relatiilor:
Deci, norma de timp se poate exprima si sub forma relatiilor:
NT(b)=+top+tdl+tîr (min/buc) (2.12)
NT(b) – norma de timp pe bucata
N – nr. bucati piese din lot
NT=Tpî +(top+tdl+tîr) n (min/rot) (2.13)
Sa analizam pe rând fiecare componenta a relatiei normei tehnice de timp (NT).
[Tpî] – timpul de pregatire si încheiere
El se determina pentru toata seria (lotul) de piese.El este consumat de operatorul uman înainte si în timpul efectuarii lucrarii pentru crearea conditiilor necesare executarii acesteia precum si dupa terminarea ei, pentru încheierea lucrarilor (studierea planului de operatii – a documentatiei tehnologice în general, pregatirea locului de munca, reglarea masinii, montarea S.D.V.-urilor, etc.).
În general, timpul de pregatire-încheiere nu depinde de marimea lotului de piese si nu contine consumuri de timp care se repeta periodic în timpul lucrului.
Tpî – depinde de tipul productiei, de natura (felul) operatiei si de gradul de organizare a muncii. El se stabileste pe baza unor normative si date experimentale.
[top] – timpul operativ: este timpul efectiv consumat de catre operatorul uman în decursul caruia se realizeaza procesul tehnologic propriu-zis. Se compune din timpul de baza si cel ajutator (auxiliar)
top=tb+ta (2.14)
(tb) – timpul de baza, este timpul pentru transformarea prin aschiere a semifabricatului.
El depinde direct de regimul de aschiere si se poate determina pe cale analitica, grafica sau prin cronometrare.
(ta) – timpul auxiliar (ajutator), se consuma cu efectuarea actiunilor auxiliare (de exemplu timpul pentru fixarea si scoaterea piesei, timpul pentru cuplarea avansului si a turatiei, timpul pentru masurarea dimensiunilor realizate, etc.)
De remarcat este faptul ca în anumite situatii o parte din timpul auxiliar poate sa se suprapuna cu timpul de baza.
Acea parte, bineînteles nu se va cuprinde în timpul operativ.
[td1] – timpul de deservire a locului de munca este timpul consumat de operatorul uman pe întreaga perioada a schimbului de lucru, atât pentru mentinerea în stare de functionare a utilajului, cât si pentru alimentarea si organizarea locului de munca.
– procentual: tdl=(0,8….2,5%)top (2.15.)
Structural se compune din:
tdl=tdt+tdo (2.16)
(tdt) – timpul de deservire tehnica se poate determina procentual din timpul de baza:
tdt=tb · [min] (2.17)
unde:K1- în procente raportul lui (tdt) fata de (tb)
-literatura de specialitate da si alte expresii analitice ale (tdt)în functie de timpii de reglare si schimbare a sculei, timpul consumat cu reglarea de compensare, numarul de reglari de compensare, îndreptarea si lustruirea muchiei aschietoare, toate în timpul unei perioade de durabilitate economica admisa.[59]
(tdo) – timpul de deservire organizatorica; aceasta nedepinzând de locul concret de munca, efectuându-se la orice fel de lucrare.
Asemenea ca si (tdt), se poate exprima în procente fata de timpul de baza:
tdo=top · [min] (2.18)
unde K2 este coeficientul procentual (fata de timpul operativ)
[tîr] – timpul de întreruperi reglementate este perioada de timp necesar operatorului uman în procesul de lucru pentru necesitati firesti (ton) cât si de organizare a productiei (tto).
Deci:
tîr=ton+tto (2.19)
Se poate estima:
ton=top· [min] (2.20)
unde K3 este tot un factor procentual.
Este importantsa retinem ca toti timpii:
[Tpî, top, tdt, tîr) sunt timpi productivi.
Operatia de gaurire :
Fig.2.9 Schema de principiu la strunjire
Operatia de strunjire de degrosare :
[mm]
[mm]
[mm]
]
[mm/rot]
Operatia de strunjire de finisare
……
Operatia de brosare:
Fig.2.10 Schema de principiu la brosare
0.40 min
Operatia de danturare:
Fig.2.11. Schema de principiu la danturare
=1·30=30
2.2. Proiectarea tehnologiei de prelucrare pe mașini-unelte cu comanda numerică
2.2.1. Importul modelului 3D în aplicația CAM
Piesa care se va studia este, partea de jos a unei matrite care realizeaza prelucrarea rotilor dintate cilindrice cu dinti drepti. fig.2.12
Fig. 2.12. Realizarea 3D a parti de jos a matritei
Etape de obținere a modelului în CAD:
-se trasează într-un „sketch” conturul exterior dorit pe un plan după care se„extrude”-ază la grosimea 45 mm fig .2.13
Fig. 2.13 Extrudarea piesei la 45 mm
Pentru asamblare, se vor realiza găurile pentru stifturi si gaurile filetate pentru suruburi(2xØ8; 4xM8) fig 2.14. Mod de realizare:
-gaurile sunt realizate cu obtiunea ,,HOLE,,
-selectarea planului de străpungere care este perpendicular pe axa găurii;
-se poziționează centrul găurii de elemente de referință prin două cote;
-se alege diametrul găurii;
-se alege adâncimea de străpungere;
Fig. 2.14.Realizarea gaurilor de stifturi si de suruburi
Se trasează într-un „sketch” pe planul creat, pe suprafața de contact cu placa superioara a martitei un contur,dupa care materialul din acel contur va fi indepartat cu
operatia ,,CUTOUT,, pe o adincime de 7 mm pentru a ramane mai putin material petru operatia de danturare care se va realiza prin electro-eroziune cu electrod masiv.
Fig. 2.15.Realizarea bosajului in centrul matritei
La final avem modelul CAD: prezentat in fig 2.16
Fig. 2.16 Realizarea 3D a modelului CAD obtinut
In continuare vă voi arăta o metodă de folosire a programului CAM, EMCO CAM Concept. In figura urmatoare se prezintă interfața programuluiin care avem o bară de titlu, o bara de meniuri, pictograme și o zonă de lucru.
Fig. 2.17 Interfata programului EMCO CAM Concept
Pentru inceput piesa se converteste in 2D si se salveaza cu dxf. fig 2.18.
Fig. 2.18. Convertirea modelului 3D in 2D
In continuare se trece la incărcarea/ importarea fișierului piesei salvate in programul CAMConcept milling fig 2.19
Fig. 2.19 Incărcarea fișierului piesei
2.2.2. Definirea dimensiunilor semifabricatului, originii piesei și metodei de prelucrare
Semifabricatul pe care se va începe prelucrarea va avea dimensiunile:100x100x45
Originea se va alege în conturul piesei.
Fig. 2.20 determinarea dimensiuni semifabricatului si alegerea origini piesei
Metoda de prelucrare
Vom utiliza programul EMCO WinNC pentru programarea și simularea pe freza EMCO Sinumerik 840D Mill.
Piesa face parte din cadrul pieselor cu geometrie prismatică și are la bază prelucrări în care scula așchietoare face mișcările de rotație și avans.
Prelucrările se vor efectua dintr-o singura prindere, pe o suprafata plana.
Selectarea sau crearea dimensiunilor geometrice ale sculelor
Cu ajutorul uneltei de pe site-ul producătorului de scule DORMER, s-a putut alege în funcție de prelucrare, uneltele pentru așchiere astfel:
Fig. 2.21 Magazia de scule din EMCO CAM Concept
Dupa realizarea magaziei de scule din EMCO CAM Concept se trece la generarea traseului sculei și verificarea acestuia.
Centruirea
Fig. 2.22 Realizarea operatiei de centruire
Traseul sculei este reprezentat cu albastru.
Fig. 2.23.Alegerea sculei de prelucrat (T2)
(T,D)-alegerea sculei și corecția de rază; sensul de rotație; (F,S)-viteza de avans și turația;
t-temporizare la final de cursă;
Fig. 2.24 Alegerea traseului sculei „1: hole pattern”
Hole pattern-alegerea centrelor găurilor în ordine tehnologică;
P-adâncimea;
Zs,Z-nivelul pe Z
Gaurirea(4xØ6,8 pentru gaurile de filet si 2xØ7,8 pentru gaurile de stift)
Fig. 2.25 Realizarea operatiei de gaurile
Traseul sculei este reprezentat cu linie intrerupta fig. 2.25
(T,D)-alegerea sculei și corecția de rază; sensul de rotație;
(F,S)-viteza de avans și turația;
t-timpul petrecut la final de cursă;
Fig. 2.26 Alegerea sculei de prelucrat (T3)
Fig. 2.27 Alegerea traseului sculei „2: hole pattern”
Hole pattern-alegerea centrelor găurilor în ordine tehnologică;
P-adâncimea;
Zs,Z-nivelul pe Z;
Filetare (4xM8) Cu linie intrerupta este reprezentat traseul sculei
Fig. 2.28. Realizarea operatiei de filetare
Fig. 2.29. Alegerea sculei de prelucrat (T4)
(T,D)-alegerea sculei și corecția de rază ;S-turatia
Hole pattern-alegerea centrelor găurilor în ordine tehnologică;
P-adâncimea;
Zs,Z-nivelul pe Z;p- pasul filetului
Fig. 2.30. Alegerea traseului sculei „2:hole pattern”
Gaurire(2xØ7,8)
Fig. 2.31. Realizarea operatiei de gaurire
Cu linie intrerupta este reprezentat traseul sculei
Fig. 2.32. Alegerea sculei de prelucrat (T5)
(T,D)-alegerea sculei și corecția de rază; sensul de rotație;
(F,S)-viteza de avans și turația;
t-timpul petrecut la final de cursă;
Fig. 2.33 Alegerea traseului sculei „3:hole pattern”
Hole pattern-alegerea centrelor găurilor în ordine tehnologică;
P-adâncimea;
Zs,Z-nivelul pe Z;
B-cursa pentru ruperea aschiilor
Alezare (2xØ8H7)
Fig. 2.34 Realizarea operatiei de alezare
Cu linie intrerupta este reprezent traseul scule
Fig. 2.35 Alegerea sculei de prelucrat (T6)
(T,D)-alegerea sculei și corecția de rază; sensul de rotație;
(F,S)-viteza de avans și turația;
t-timpul petrecut la final de cursă;
Fig. 2.36 Alegerea traseului sculei „3:hole pattern”
Hole pattern-alegerea centrelor găurilor în ordine tehnologică;
P-adâncimea;
Zs,Z-nivelul pe Z;
Frezarea
Fig. 2.37Realizarea operatiei de frezare
Fig. 2.38 Alegerea sculei de prelucrat (T1)
T-alegerea sculei
D- corecția de rază a sculei
(F,S)-viteza de avans și turația;
Δ-distanța dintre două treceri;
δz-adaos pentru finisare,
Fz-avans pe Z;
Se regaseste si sensul de rotatie in fig 2.44.
Fig. 2.39 Alegerea parametrilor de frezare
(X,Y)-alegerea punctului de start;
(Zs,Z)-nivelul pe Z;
R-raza cercului
I-adâncimea de frezare pe o trecere;
P-adâncimea totală de frezat;
Dupa introducerea caracteristicelor prezentate mai sus vom trece pe aplicatia CAM a programului pentru realizarea 3D a matritei.
Fig. 2.40 Realizarea modelari 3D a matritei
2.2.3. Întocmirea documentației tehnologice
Toate operatiile se fac dintr-o singura prindere;
N1 G54
N2 G94
N3 ; Exported CamConcept project: C:\Documents and Settings\Admin\Desktop\matrita_frezare.ecc
N4 ; Export filter: DIN/ISO 2.00
N5 ; tool tool name radius length missing textentry (4700008)
N6 ; T1D1 Endmill 16mm 8.000 0.000
N3 ; Exported CamConcept project: C:\Documents and Settings\Admin\Desktop\matrita_frezare.ecc
N4 ; Export filter: DIN/ISO 2.00
N5 ; tool tool name radius length missing textentry (4700008)
N6 ; T1D1 Endmill 16mm 8.000 0.000
N7 ; T2D1 Start drill 90°/12mm 6.000 0.000
N8 ; T3D1 Twist drill 6.8mm 3.400 0.000
N9 ; T4D1 Tap M8 4.000 0.000
N10 ; T5D1 Twist drill 7.8mm 3.500 0.000
N11 ; T6D1 Reamer 8mm 4.000 0.000
N12 ; 1: drill
N13 D0
N14 G53 G0 X434.100 Y274.100 Z369.100
N15 T2 D1 M6
N16 M8
N17 S1050
N18 M3
N19 G0 X434.100 Y274.100 Z5
N20 G0 X-38 Y38 Z5
N21 G1 X-38 Y38 Z-3 F320
N22 G0 X-38 Y38 Z5
N23 G0 X-38 Y38 Z5
N24 G0 X0 Y38 Z5
N25 G1 X0 Y38 Z-3
N26 G0 X0 Y38 Z5
N27 G0 X0 Y38 Z5
N28 G0 X38 Y38 Z5
N29 G1 X38 Y38 Z-3
N30 G0 X38 Y38 Z5
N31 G0 X38 Y38 Z5
N32 G0 X38 Y-38 Z5
N33 G1 X38 Y-38 Z-3
N34 G0 X38 Y-38 Z5
N35 G0 X38 Y-38 Z5
N36 G0 X0 Y-38 Z5
N37 G1 X0 Y-38 Z-3
N38 G0 X0 Y-38 Z5
N39 G0 X0 Y-38 Z5
N40 G0 X-38 Y-38 Z5
N41 G1 X-38 Y-38 Z-3
N42 G0 X-38 Y-38 Z5
N43 G0 X-38 Y-38 Z5
N44 ; 2: drill
N45 D0
N46 G53 G0 X434.100 Y274.100 Z369.100
N47 T3 D1 M6
N48 M8
N49 S1900
N50 M3
N51 G0 X434.100 Y274.100 Z5
N52 G0 X-38 Y38 Z5
N53 G1 X-38 Y38 Z-3 F320
N54 G0 X-38 Y38 Z-2
N55 G1 X-38 Y38 Z-6
N56 G0 X-38 Y38 Z-5
N57 G1 X-38 Y38 Z-9
N58 G0 X-38 Y38 Z-8
N59 G1 X-38 Y38 Z-12
N60 G0 X-38 Y38 Z-11
N61 G1 X-38 Y38 Z-15
N62 G0 X-38 Y38 Z-14
N63 G1 X-38 Y38 Z-18
N64 G0 X-38 Y38 Z-17
N65 G1 X-38 Y38 Z-21
N66 G0 X-38 Y38 Z-20
N67 G1 X-38 Y38 Z-24
N68 G0 X-38 Y38 Z-23
N69 G1 X-38 Y38 Z-27
N70 G0 X-38 Y38 Z-26
N71 G1 X-38 Y38 Z-30
N72 G0 X-38 Y38 Z-29
N73 G1 X-38 Y38 Z-33
N74 G0 X-38 Y38 Z-32
N75 G1 X-38 Y38 Z-36
N76 G0 X-38 Y38 Z-35
N77 G1 X-38 Y38 Z-39
N78 G0 X-38 Y38 Z-38
N79 G1 X-38 Y38 Z-42
N80 G0 X-38 Y38 Z-41
N81 G1 X-38 Y38 Z-45
N82 G0 X-38 Y38 Z-44
N83 G1 X-38 Y38 Z-48
N84 G0 X-38 Y38 Z-47
N85 G1 X-38 Y38 Z-50
N86 G0 X-38 Y38 Z5
N87 G0 X-38 Y38 Z5
N88 G0 X38 Y38 Z5
N89 G1 X38 Y38 Z-3
N90 G0 X38 Y38 Z-2
N91 G1 X38 Y38 Z-6
N92 G0 X38 Y38 Z-5
N93 G1 X38 Y38 Z-9
N94 G0 X38 Y38 Z-8
N95 G1 X38 Y38 Z-12
N96 G0 X38 Y38 Z-11
N97 G1 X38 Y38 Z-15
N98 G0 X38 Y38 Z-14
N99 G1 X38 Y38 Z-18
N100 G0 X38 Y38 Z-17
N101 G1 X38 Y38 Z-21
N102 G0 X38 Y38 Z-20
N103 G1 X38 Y38 Z-24
N104 G0 X38 Y38 Z-23
……………………………………..
N539 G3 X6.781 Y-11.673 Z-5.800 I12
N540 G3 X-6.781 Y11.673 Z-5.800 I-6.781 J11.673
N541 G3 X8.705 Y-10.319 Z-5.800 I6.781 J-11.673
N542 G3 X0 Y0 Z-5.800 I-4.352 J5.159
N543 G1 X0 Y0 Z-6 F200
N544 G3 X8 Y0 Z-6 I4 F400
N545 G3 X-8 Y0 Z-6 I-8
N546 G3 X6.781 Y-11.673 Z-6 I12
N547 G3 X-6.781 Y11.673 Z-6 I-6.781 J11.673
N548 G3 X8.705 Y-10.319 Z-6 I6.781 J-11.673
N549 G3 X0 Y0 Z-6 I-4.352 J5.159
N550 G1 X0 Y0 Z-6.200 F200
N551 G3 X8 Y0 Z-6.200 I4 F400
N552 G3 X-8 Y0 Z-6.200 I-8
N553 G3 X6.781 Y-11.673 Z-6.200 I12
N554 G3 X-6.781 Y11.673 Z-6.200 I-6.781 J11.673
N555 G3 X8.705 Y-10.319 Z-6.200 I6.781 J-11.673
N556 G3 X0 Y0 Z-6.200 I-4.352 J5.159
N557 G1 X0 Y0 Z-6.400 F200
N558 G3 X8 Y0 Z-6.400 I4 F400
N559 G3 X-8 Y0 Z-6.400 I-8
N560 G3 X6.781 Y-11.673 Z-6.400 I12
N561 G3 X-6.781 Y11.673 Z-6.400 I-6.781 J11.673
N562 G3 X8.705 Y-10.319 Z-6.400 I6.781 J-11.673
N563 G3 X0 Y0 Z-6.400 I-4.352 J5.159
N564 G1 X0 Y0 Z-6.600 F200
N565 G3 X8 Y0 Z-6.600 I4 F400
N566 G3 X-8 Y0 Z-6.600 I-8
N567 G3 X6.781 Y-11.673 Z-6.600 I12
N568 G3 X-6.781 Y11.673 Z-6.600 I-6.781 J11.673
N569 G3 X8.705 Y-10.319 Z-6.600 I6.781 J-11.673
N570 G3 X0 Y0 Z-6.600 I-4.352 J5.159
N571 G1 X0 Y0 Z-6.800 F200
N572 G3 X8 Y0 Z-6.800 I4 F400
N573 G3 X-8 Y0 Z-6.800 I-8
N574 G3 X6.781 Y-11.673 Z-6.800 I12
N575 G3 X-6.781 Y11.673 Z-6.800 I-6.781 J11.673
N576 G3 X8.705 Y-10.319 Z-6.800 I6.781 J-11.673
N577 G3 X0 Y0 Z-6.800 I-4.352 J5.159
N578 G1 X0 Y0 Z-7 F200
N579 G3 X8 Y0 Z-7 I4 F400
N580 G3 X-8 Y0 Z-7 I-8
N581 G3 X6.781 Y-11.673 Z-7 I12
N582 G3 X-6.781 Y11.673 Z-7 I-6.781 J11.673
N583 G3 X8.705 Y-10.319 Z-7 I6.781 J-11.673
N584 G3 X0 Y0 Z-7 I-4.352 J5.159
N585 G0 X0 Y0 Z5
N586 M30
Capitolul III.
PROIECTAREA UNUI DISPOZITIV DE ORIENTARE ȘI FIXARE
3.1 Date initiale
Date despre semifabricat
Fig 3.1 Forma si dimeniuni ale semifabricatului
Fig.3.2.Schita desenului de executie al piesei
Materialul semifabricatului(Cr 120):
În tabelul 3.1 se prezintă corespondețe pentru materialul din care se realizează placa activă
Tab.3.1. Corespondenta materialelor
Fazele operatiei
Fazele operatiei pentru care se realizeaza dispozitivul sunt următoarele:
Tab.3.2Fazele operatiei de prelucrare
Mașina uneltă pe care se vor realiza operațiile pentru care se realizează dispozitivul este EASY PMD-6030H, prezentată anterior.
Fig. 3.3Masina de gaurit si frezat -CNC
3.2.Stabilirea sistemului de orientare
Schita operatiei
Fig. 3.4 Vedere de sus a dispozitivului-2D
Pozitionarea piesei in dispozitiv:
Fig. 3.5 Vedere izometrica a dispozitivului
Stabilirea bazei de cotare este prezentata in fi. 3.6.
Fig. 3.6 Stabilirea bazei de cotare
Stabilirea bazelor de orientare este prezentata in fig 3.7
BC BA BC≠BA
Fig. 3.7. Stabilirea bazei de cotare
Calculul erorilor de orientare
Primul caz
Fig. 3.8 Pozitionarea piesei fara abateri
ε = (h-h1) ·tgΔα =[mm] (3.1)
In care:
Δα – abaterea unghiulara
Δα = 0 (cazul ideal)
h=100 mm
h1=50
ε = (100-50) ·tg(0) = 0
Aceaasta reprezinta cazul ideal spre care se tinde sa se ajunga.
Cazul al II-lea
Fig. 3.9 Pozitionarea piesei cu abateri
ε = (h-h1) ·tgΔα = (100-50) ·tg(0.14) = 50 · 0,0249 = 0.1221
tgΔα= = 0,0249 (3.2)
3.3Stabilirea fixarii semifabricatului
Stabilirea fortelor de aschiere
Pentru Frezarea PLANA de 100×100 la degrosare se foloseste o freza cilindro-frontala Ø 20 cu 4 dinti (P10).
Stabilirea fortelor de aschiere:
Diametrul frezei: Ø20 (freza din carbura)
Adancimea de aschiere: i=1 mm
Materialul semifabricatului: C120
Adancimea de lucru: Sz=0,1 mm/dinte
Numarul de dinti ai frezei: 4 dinti
Stabilirea fortelor de aschiere:
Valoare medie a componentei tangentiale Ft se calculeaza cu relatia:
in care:
– este lungimea de contact in mm;
-avansul pe dinte ,in mm/dinte
t-adancimea de aschiere,in mm;
z-numarul de dinti ai frezei;
D-diametrul frezei,in mm;
n-turatia frezei,in rot/min;
-coeficientul de corectie in functie de materialul prelucrat.
=20
=0,1
t=3
z=4
D=20
n=2000
se determina astfel:
-pentru frearea otelurilor carbon de constructii si a otelurilor aliate:
= (3.4)
Unde este rezistenta la rupere in N/;exponentul n=0,3;
==1,038
Stabilirea fortelor de fixare
Calcularea fortei de actionare a pistonului
Fig 3.10.Dispozitiv cu pana
α= are valoarea stabilita,constructiv unghiul se cunoate
=unghiul de frecare
µ=tg
µ=0,5÷0,8 coeficient de frecare otel/otel
Se considera µ=0,577 →=
A.Fortele care actioneaza asupra ,,Plunjerului” :
Fig3.11Forte de actionare asupra plunjerului
FS- forta de strangere;
N2-forta normala de contact cu peretele vertical;
Ff1-forta de frecare produsa la urcarea pe tija de actionare;
Nf2-forta de fixare 2 produsa la contactul cu peretele vertical;
N1-forta normala de contact,produsa de contactul cu tija de actionare;
α-unghiul de inclinare al penei
α=
Se face echilibrul de forte pe verticala si orizontala:
Pe orizontal:
Fig.3.12Echilibrul de forte pe directie orizontala
R1H-R2H=0
=0→R1H=R2H
R1∙sin(α+)=R2∙cos α
R1=
Sau
R2=
Pe vertical:
Fig.3.13 Echilibrul de forte pe directie verticala
R1V=R1∙cos(α +)
ƩFV=0 R1V-R2V-FS=0
R1V=R2V+FS
R1V=R1·cos(α +)
R2V=R2·sin(α)
FS=1287 N
Se inlocuieste:
R1·cos(α +)=R2·sin(α)+FS
Se inlocuieste R1=
R1=> ·cos (α +)=R2·sin α+FS
R2 cos(α) ·tg(α +)-R2·sin(α) =FS
In care α +≠
R2[cos(α) ·tg(α +)-sin(α)]=FS
R2=
Se inlocuieste valoarea calculata a rezultantei R2 in relatia:
R1=
Fortele care actioneaza asupra tijei:
Fig.3.14Reprezentarea fortelor de actionare asupra tijei
µ=0,577=> =arctg(µ)=
-este unghiul de frecare
N1;Ff1-au semnificatiile amintite anterior
N3-forta normala la contactul cu suprafata peretelui orizontal
Ff3-forta de frecare ca urmare a deplasari relative fata de peretele orizontal
R1;R3-rezultantele fortelor
FA-forta de actionare a pistonului cilindrului pneumatic
α – unghiul penei
– unghiul de frecare
Sistemul de forte:
Fig.3.15 Sistemul de forte
Echilibrul de forte pe directia orizontala.
Fig.3.16 Echilibrul de forte pe directie orizontala
FA-R1H-R3H=0
FA=R1H+R3H
R1H=R1·sin(α+)
R3H=R3·sin(α)
FA=R1·sin (α+)+R3 sin(α) (rel.3)
Echilibrul de forte pe directie orizontala:
Fig.3.17 Echilibrul de forte pe directie verticala
In care FS se cunoaste.
R3V=FS+R1V
R3V=R3·cos ()
R1V=R1·cos(α+)
Se inlocuieste:
R3V·cos()=FS+R1·cos(α+)
R3= (rel.4)
Pentru a afla FA se inlocuieste R3 din (rel.4) in (rel.3), din care rezulta:
FA= R1·sin(+[FS+R1·cos(]·
FA=R1·sin(α+)+[FS+R1·cos(α+)] ·tg
R1 are valoarea determinata anterior!
Calcul:
α=
=
FS=1287 N
µ-coeficient de frecare otel /otel
R2==1654,53 N
R1==2029 N
R3==2992,07
FA=2029·sin(50)+[1287+2029·cos(50)]·tg 30=3045 N
Forta de actionare a pistonului 3045 N
3.4 Proiectarea ansamblului dispozitivului
Proiectarea succesiva a elementelor de orientare, de ghidare a sculelor, a mecanismului de fixare, corpul dispozitivului, a elementelor de legatura, a dispozitivului cu masina unealta, a elementelor de ghidare pe masina unealta sau alegerea lor din catalogul de standarde.
Tab. 3.3 Proiectarea pieselor componente dispozitivului
Fig. 3.18 Ansamblu dispoitiv 3D
3.5. Mecanizarea dispozitivului
Stabilirea schemei de acționare.
Transmisiile pneumatice se bazează pe concepte mecanice aproape identice, dar diferă dinpunct de vedere al tehnologiei de realizare.Diferențele principale rezultă datorită naturii diferite a fluidului de lucru utilizat. Acesta este caracterizat printr-o puternică compresibilitate in comparație cu lichidele utilizate in transmisiile hidraulice. In consecință, in cazul aplicațiilor pneumatice industriale, presiunea de lucru uzuală este inferioară valorii de 10 bari, in cazul nostru 6 bari), iar aerul comprimat este evacuat după utilizare direct in atmosferă.
Dezvoltarea industrială, insoțită de apariția unor noi mijloace tehnice, de noi cerințe și mai ales de automatizare, a oferit tehnologiei pneumatice o puternică dezvoltare. In industrie, pneumatica este asociată altor tehnologii și constituie o componentă de bază in sistemele de producție intensive.
In prezent, mecanizarea și automatizarea devin o necesitate absolută pentru toate domeniile industriale. Treptat, conceptul “integral pneumatic” care se bazează pe realizarea comenzii și generarea puterii de către aerul comprimat, cedează teren conceptului care asociază elementele de comandă electronică cu elementele de execuție pneumatice. Asocierea celor două tehnologii se face in scopul cumulării avantajelor oferite de fiecare dintre ele in domeniul comenzii și al puterii.
Fig.3.19 Scema de actionare a unui cilindru pneumatic
In figura 3.19 este prezentată schema de actionare a unui cilindru pneumatic, iar in paginile urmatoare va sunt prezentate calculele elementelor de actionare.
Calculul elementelor de actionare.(Calculul pistonului pneumatic)
Deteminarea diametrului pistonului
p=
FA- forta de actionare a pistonului 3045 N
p=presiunea aerului comprimat
p= 6 bari= 0,6 M Pa (N/)
S=suprafata pistonului
p =
D-diametrul pistonului in mm
S=
= >D=
D==80,40 mm
Fig. 3.20 Stabilirea schemei de actionare
1)Piston pneumatic
2)Pana
3)Plunjer
4)Semifabricat
FS-forta de strangere
3.6 Descrierea dispozitivului
Functionalitate
Structura unui sistem pneumatic automat
Toate sistemele pneumatice automate au in general aceeași structură:
Partea operativă –reunește elementele de acționare de tip electric,pneumaticsau hidraulic cu diferite elemente mecanice, pentru a efectua acțiuni care urmează o logică organizată.
Partea de comandă – controlează derularea ciclului de funcționare. Ea furnizează semnale de comandă de tip electric sau pneumatic către elementele de “pre-acționare”.
Pupitrul – grupează butoanele, elementele de semnalizare și ecranele care asigură punerea in funcțiune, opririle de urgență și alte comenzi ale sistemului.
Postul de lucru este un exemplu de automatizare pneumatică. El prezintă structura generală a unei instalații pneumatice standard:
– mașina este echipată cu cilindri pneumatici și senzori pneumatici;
–dulapul de comandă, conține in general un element secvențial,relee pneumatice– pupitrul de comandă, dispus in apropierea operatorului, este dotat cu butoane și becuri de semnalizare pneumatice.
Avantajele utilizarii actionarii pneumatice:
-este foarte economica (agentul de actionare este aerul comprimat)
-simplitate a schemelor de comanda-reglaj
-posibilitatea supraincarcarii surselor motoare fara pericol de avarii
-pericol redus de accidente
-intretinere usoara si nepoluarea mediului
Daca avem avantaje, ca orice lucru, vom avea si dezavantaje, acestea fiind:
-randamentul scazut al acestui tip de actionare, din cauza presiunii scazute
-compresibilitatea ridicata a aerului din incinta camerelor motoare si a conductelor, fapt ce limiteaza aplicarea actionarii de tip pneumatic in cazurile unde precizia de pozitionare nu constituie un criteriu daca aceasta nu se obtine prin tamponare rigida la capetele de cursa ale elementului mobil actionat
-aparitia unor socuri mecanice la capetele curselor pistoanelor cilindrilor pneumatici daca determinarea lungimii curselor se face prin tamponare rigida
-producerea unor zgomote specifice caracteristice la deversarea in atmosfera a aerului de retur si functionarii cu socuri a aparatelor de comanda
-depunerea condensului de apa in incintele aparatelor de executie si reglare si de aici pericolul de corodare si dereglari de functionare.
Cap IV. Alegerea sculelor aschietoare
Pentru realizarea electrodului de finisare vom avea nevoie de urmatoarele scule:
Cutit de strung la pentru strunjirea suprafetelor exterioare, frontale si pentru realizarea tesiri 0,5x
Fig.3.21. Cutit de strung la 45o
Cutit de strung DIN 4972( cutit strung la 45o)
Cutit incovoiat pentru degrosare
Pentru otel(placute P10,P20,P30) sau fonta( placute K10,K20 si K30)
De la 10×10 pana la 40×40
Utilizare –in strunjirea suprafetelor cilindrice exterioare,frontale si a suprafetelor conice scurte inclinate la 45o
Cutit de strung pentru realizarea strunjirei de finisare a suprafetei cilindrice exterioare
Fig.3.22. Cutit de strung lat
Cutite strung stas 6380 DIN 4976
Pentru otel(placute P10,P20,P30) sau fonte(K10,K20,K30)
Utilizare-pentru strunjirea definisare a suprafetelor cilindrice exterioare
Operatia de centruire se va face cu un burghiu de centruire-60o prezentat in figura 3.23
Fig.3.23.Burghiu de centruire -60o
Pentru operatia de gaurire vom folosi un burghiu Ø9,8
Fig.3.24. Burghiu Force-X scurt Ø9,8
Pentru operatia de alexare vom folosi un alezor Ø10
Fig.3.25 Alezor de masina Ø10
Realizarea canalului de pana il vom realiza cu ajutorul unei brose cu latimea de aschiere de 6 mm
Fig.3.26. Brosa pentru canal de pana 6 mm
Brosa pentru canal de pana 6 mm este utilizata pentru brosarea canelurilor de pana cu latimea de 6 mm. Utilizarea acestei brose asigura executarea rapida si sigura a canalelor de pana in gauri (roti dintate, scripeti pentru curele-V etc.)
Aceasta brosa confectionata din otel calitatea HSS garanteaza obtinerea de rezultate optime in urma prelucrarii prin aschiere
Dantura se va realiza cu o freza disc modul DIN 3972-STAS 2763 pentru roti dintate HSSE
Fig.3.27.Freza disc modul m=1,5
Tab.3.4. Caracteristicile dimensionale a frezei in functie de modul
Pentru realizarea parti de jos a matritei cu programul CAM vom avea nevoie de urmatoarele scule:
Freza Ø 20
Fig.3.28. Freza cilindro frontala Ø 20
Burghiu de centruire
Fig.3.29. Burghiu de centruire-60o
Pentru operatiile de gaurire vom avea nevoie de urmatoarele burghie:
-burghiu Ø6,8 prezentat in figura 3.30
-burghiu Ø7,8 prezentat in figura 3.31
Fig.3.30. Burghiu Ø6,8
Fig.3.31. Burghiu Ø7,8
Pentru operatia de alezare vom folosi un alezor Ø8 H7
Fig.3.32.Alezor de masina Ø8 H7
Gaurile filetate se realizeaza cu un tarod M8
Fig.3.33.Tarod M8
BIBLIOGRAFIE
Cornea C., Țarcă I., Rus A., Chindlea G., – Organe de mașini , Editura Universității din Oradea, 2000
Draghici Gh., – Bazele teoretice ale proiectarii proceselor tehnologice in constructia de masini, Bucuresti 1971
Enache St., Calitatea suprafetelor prelucrate, Bucuresti 1996
Grama L., Bazele tehnologiei de fabricatie in constructia de masini, Targu Mures 2000
Nanu A., Tehnologia Materialelor , Editura Tehnica Bucuresti 1983
Picos, C., ș.a. – Proiectarea tehnologiilor de prelucrare mecanica prin aschiere Vol I si II, Editura Universitas, Chisinau 1992.
Picos,C., Normarea tehnica pentru prelucrarea prin aschiere vol I, Editura Tehnicã Bucuresti 1983
Sanda Vasii Rosculet, Proiectarea dispozitivelor , Editura Didactica si pedagogica , Bucuresti, 1982,
Stanasel I. – Tehnologia constructilor de masini, Editura Universității din Oradea, 2010
Tarca R, Tocuț P., D., Tripe, A., V., – Actionari in mecanica fina , Editura Universității din Oradea, 1996
Tocuț P., D., , Tripe, V., A., – Dispozitive pentru sisteme de fabricație , Editura Universității din Oradea 1994
Vlase A., s.a, Calculul adaosului de prelucrare vol I si II, Editura Tehnica, Bucuresti 1983
http/www.festo.com
http://sculegero.ro/sublere-subler-mecanic-1214-c-2796_2797_2801/subler-mecanic–1214-600-lungime-0-600mm-p-12149
http://selector.dormertools.com/web/rom/ro-ro/mm
http://selector.dormertools.com/web/rom/ro-ro/mm/tool-recommendation/drills/cutting-data
http://www.gerotools.ro/scule-aschietoare.aspx
http://www.kappa-metal.ro/scule-pentru-metal/freze-disc-modul/din-3972-stas-2763-hsse-5.html freza disc modul
http://www.knuth.com.ro/hb-810-l.html
http://www.tracepartsonline.net/
https://emasiniunelte.ro/bernardo-austria/brosa-pentru-canal-de-pana-6-mm.html brosa
https://www.sculesiechipamente.ro/scule-aschietoare/cutite-strung/ cutite de strung
*** Documentație Model selection v. 3.5
***- http://www.presstrade.ro/
***-http://selector.dormertools.com/
***-www.alfamm.ro/
***-www.shop.rocast.ro/
***-www.www.emasiniunelte.ro/
*** Documentatie Solid Edge v.20
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: TEHNOLOGIA CONSTRUCȚIILOR DE MAȘINI FORMA DE ÎNVĂȚĂMÂNT CU FRECVENȚĂ PROIECT DE DIPLOMĂ CONDUCĂTOR ȘTIINȚIFIC: Prof.dr.ing. STĂNĂSEL IULIAN ABSOLVENT… [308001] (ID: 308001)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.